Luận án Tính toán cân bằng lỏng-hơi của Ar, N2, Cl2, CO bằng phương pháp hóa lượng tử và mô phỏng toàn cục Monte Carlo.

Tên luận án:

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG LỎNG-HƠI CỦA Ar, N2, Cl2, CO BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LƯỢNG TỬ

Ngành:

Hóa học

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung vào việc tính toán cân bằng lỏng-hơi của các chất Ar, N2, Cl2, và CO bằng phương pháp hóa lượng tử. Công trình được hoàn thành tại Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế vào năm 2020. Nghiên cứu sử dụng các biểu thức tính hệ số virial bậc hai, phương trình Antoine, mô phỏng toàn cục Gibbs Monte Carlo (GEMC), phân tích thành phần chính, mạng thần kinh nhân tạo, các thuật toán tối ưu và công thức đánh giá sai số.

Nội dung chính bao gồm việc xây dựng một số hàm thế quan trọng và xác định hệ số virial bậc hai. Phương pháp tính hệ số virial bậc hai cho argon, nitơ, clo và cacbon monoxit được thể hiện chi tiết. Nghiên cứu cũng thực hiện mô phỏng cân bằng lỏng-hơi.

Các bề mặt thế ab initio của đime Ar-Ar, N2-N2, Cl2-Cl2 và CO-CO được tính toán bằng phương pháp CCSD(T)/aug-cc-pVmZ (m = 2, 3, 23) cho các hướng và cấu hình đặc biệt. Kết quả tính toán năng lượng tương tác ab initio đã dẫn đến việc lựa chọn bộ hàm CCSD(T)/aug-cc-pV23Z để tính bộ tham số của các hàm thế (2.3), (2.4) và (2.5). Các tham số hiệu chỉnh tối ưu của hàm thế được xác định bằng kỹ thuật bình phương tối thiểu phi tuyến.

Luận án tiếp tục xác định hệ số virial bậc hai từ hàm thế kết hợp với phương trình trạng thái (EOS) cho Ar, N2, Cl2, CO. Ngoài ra, hệ số virial bậc hai còn được tính toán từ mạng thần kinh nhân tạo với kiến trúc I(5)-HL(6)-O(3) cho các chất Ar, N2, Cl2 và CO.

Cuối cùng, luận án trình bày các tính chất nhiệt động học của các chất nghiên cứu thông qua mô phỏng GEMC. Các tính chất cấu trúc chất lỏng của nitơ và cacbon monoxit, cùng với giản đồ cân bằng lỏng – hơi của chúng, được phân tích dựa trên kết quả tính toán từ mô phỏng GEMC-NVT sử dụng bộ tham số của các hàm thế và phương trình trạng thái.

Mục lục chi tiết:

• 1.6. Mô phỏng toàn cục Gibbs Monte Carlo (GEMC)

• 1.7. Phân tích thành phần chính

• 1.8. Mạng thần kinh nhân tạo

• 1.9. Các thuật toán tối ưu

• 1.10. Các công thức đánh giá sai số

• CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ

  • Một số hàm thế quan trọng
  • 2.5. Xác định hệ số virial bậc hai
  • 2.6. Thực hiện mô phỏng cân bằng lỏng-hơi

• 3.1.2. Bề mặt thế năng của N2

• 3.2. Bề mặt thế ab initio các cấu hình đặc biệt của đime N2-N2

• 3.1.3. Bề mặt thế năng của Cl2

• 3.1.4. Bề mặt thế năng của CO

• 3.3. Hệ số virial bậc hai

  • 3.3.1. Xác định hệ số virial bậc hai từ hàm thế và phương trình trạng thái (EOS)

    • 3.3.1.1. Hệ số virial bậc hai của Ar
    • 3.3.1.2. Hệ số virial bậc hai của N2
    • 3.3.1.3. Hệ số virial bậc hai của Cl2
    • 3.3.1.4. Hệ số virial bậc hai của CO

  • 3.3.2. Xác định hệ số virial bậc hai từ mạng thần kinh nhân tạo

• 3.4. Tính chất nhiệt động học của các chất nghiên cứu

  • 3.4.1. Mô phỏng GEMC

    • 3.4.1.1. Tính chất cấu trúc chất lỏng - Chất lỏng nitơ
    • 3.4.1.2. Giản đồ cân bằng lỏng – hơi - Chất lỏng nitơ